ضایعات آلومینیوم

ضایعات آلومینیوم فرایندی است که درآن ازآلومینیوم می‌تواند درمحصولات بعد ازتولید اولیه دوباره استفاده شود.این فرآیند شامل ذوب کردن فلزاست که بسیارارزان‌تراست وانرژی بسیارکمتری نسبت به ایجاد آلومینیوم جدیداز طریق الکترولیزاکسیدآلومینیوم نیاز دارد که باید ابتدا ازسنگ بوکسیت استخراج شود و سپس با استفاده ازفرآیند بایرمجددا استخراج شود.

بازیافت آلومینیوم تنها به 5%انرژی مورد استفاده برای تولید آلومینیوم جدید ازسنگ خام نیاز دارد.به همین دلیل تقریبا36 %ازتمام آلومینیوم تولید شده درآمریکا از ضایعات قدیمی بازیافت شده ناشی می‌شود.ظروف نوشیدنی‌ها به عنوان بزرگ‌ترین جزقطعات آلومینیومی فرآوری شده هستند وبیشتر آن از قوطی‌های آلومینیومی ساخته می‌شوند.

ضایعات آلومینیوم
تاریخچه
از اوایل دهه ۱۹۰۰ میلادی فعالیت بازیافت ضایعات آلومینیوم به طور گسترده سرمایه‌گذاری شده، بازیافت آلومینیوم کار نسبتا جدیدی نیست. با این حال، این فعالیت تا اواخر دهه ۶۰ میلادی، هنگامی که محبوبیت قوطی‌های نوشیدنی آلومینیومی در نهایت به آگاهی عمومی تبدیل شد، آغاز شد.

مدل ترویج بازیافت آلومینیوم در شرکت هواپیمایی داگلاس در سال ۱۹۴۲
منابعی که میتوانند برای بازیافت آلومینیوم استفاده شوند شامل هواپیما، اتومبیل، دوچرخه، قایق‌ها، کامپیوترها، وسایل آشپزی، سیم و بسیاری از محصولات دیگر است که به ماده قوی سبک ‌وزن و یا ماده با رسانایی حرارتی بالا نیاز دارند.

چون بازیافت عنصر به شکل نامحدود انتقال داده نمیشود و آلومینیوم می‌تواند به طور نامحدود بازیافت شود و برای تولید هر محصولی که از آلومینیوم جدید به کار میبرد استفاده شود.
مزایا
بازیافت ضایعات آلومینیوم عموما پس از تولید آلومینیوم جدید، صرفه‌جویی قابل‌توجهی در هزینه تولید می‌کند، حتی زمانی که هزینه جمع‌آوری، جداسازی و بازیافت نیز در نظر گرفته می‌شود. در دراز مدت، حتی پس از کاهش هزینه‌های سرمایه‌ای مربوط به دفن زباله، معادن و حمل و نقل بین‌المللی آلومینیوم خام، حتی پس‌انداز ملی بیشتری صورت می‌گیرد.
صرفه‌جویی در انرژی
بازیافت آلومینیوم در حدود ۵ % از انرژی مورد نیاز برای ایجاد آلومینیوم را استفاده می‌کند؛ مقدار انرژی مورد نیاز برای تبدیل اکسید آلومینیوم به آلومینیوم را می توان به روشنی مشاهده کرد که این فرآیند در طول احتراق یا سوخت مرکب ماده پرکلرات اتخاذ می‌شود.

ضایعات آلومینیوم

ضایعات آلومینیوم در تهران

فرآیند ذوب آلومینیوم یک روش خاص برای به دست آوردن مواد قابل‌استفاده مجدد از تکه‌های آلومینیومی است، اما نیاز به خروجی انرژی زیادی در فرآیند ذوب شدن ندارد. در سال ۲۰۰۳ نیمی از محصولات ساخته‌شده با آلومینیوم از مواد آلومینیومی بازیافت شده استخراج شدند.
سرمایه های محیطی با ضایعات آلومینیوم
انتشار دی‌اکسید کربن بستگی به نوع انرژی مورد استفاده دارد. الکترولیزمی‌تواند با استفاده از برق از منابع غیر فسیلی نظیر انرژی هسته‌ای، زمین گرمایی، آبی یا خورشیدی به دست آید. تولید آلومینیوم با استفاده از منابع برق ارزان انجام میشود.

کانادا، برزیل، نروژ و ونزویلا ۶۱ تا ۹۹ درصد برق آبی دارند و تولیدکنندگان اصلی آلومینیوم هستند. استفاده از آلومینیوم بازیافت شده نیز نیاز به استخراج بوکسیت را کاهش می‌دهد.
مقدار زیادی ازتولید آلومینیوم به این معنی است که حتی درصد کوچک ضرر، هزینه زیادی را در بر دارد، بنابراین جریان مواد به خوبی نظارت شده و دلایل سرمایه گذاری نیز دارد. تولید موثر و بازیافت ضایعات آلومینیوم نیز از محیط‌زیست بهره‌مند خواهند شد.
فرآیند ساخت قوطی‌های نوشیدنی
قوطی‌های نوشیدنی آلومینیوم معمولا به روش زیر بازیافت می‌شوند:
قوطی ها ابتدا از ضایعات شهری جدا می‌شوند، معمولا از طریق یک جداکننده جریان گردابی، و به قطعات کوچک و اندازه کوچک تری تقسیم می‌شوند تا حجم خود را کم کنند و برای ماشین‌هایی که آن‌ها را جدا می‌کنند آسان‌تر شود.

قطعات به طور شیمیایی / مکانیکی تمیز می‌شوند و برای به حداقل رساندن زیان‌های اکسیداسیون در هنگام ذوب شدن مسدود می‌شوند. ( هنگامی که در معرض اکسیژن قرار می‌گیرد سطح آلومینیوم به آسانی به اکسید آلومینیوم باز می‌گردد).سپس آنها در کوره انداخته شده و تا ۷۵۰ درجه سانتی گراد حرارت داده می‌شوند تا آلومینیوم ذوب شده ای تولید کنند.

ضایعات آلومینیوم
آلومینیوم ذوب شده به آسانی هیدروژن را از بخار آب و آلاینده‌های هیدروکربن جدا می‌کند، این کار معمولا با کلرین و گازهای نیتروژن انجام می‌شود. قرص‌های هگزاکلروتان معمولا به عنوان منبع کلر استفاده می‌شوند. پرکلرات هم می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد چرا که عمدتا به موادی مانند کلرین، نیتروژن و اکسیژن تجزیه می‌شود.

نمونه‌ها برای آنالیز طیف ‌سنجی گرفته شده‌اند. بسته به محصول نهایی مورد نظر، آلومینیوم با خلوص بالا، مس، روی، منگنز، سیلیسیم و یا منیزیم به تغییر ترکیب ذوب‌شده به مشخصات آلیاژ مناسب اضافه شده‌است.
آلومینیوم در کوره در حال حرکت میشود، آلومینیوم مذاب پخش شده و این فرآیند مجددا برای دسته بعدی تکرار می‌شود. بسته به محصول نهایی، ممکن است به شمش، یا میله‌های شکل داده‌شده در قطعات بزرگ برای غلتیدن، تبدیل به پودر و یا انتقال در حالت مذاب خود به تجهیزات تولیدی برای پردازش بیشتر ریخته شود.

تولید شمش با استفاده از کوره‌های بازتابنده
قطعات آلومینیوم به دسته های مختلفی تقسیم میشوند. قطعات آلومینیوم با توجه به ISRI (موسسه صنایع بازیافت) طبقه‌بندی می‌شوند.
تولید شمش و درصد خالصیت آن بسته به ویژگی های ریخته‌گری شمش مورد نیاز و نوع ضایعات آلومینیوم استفاده‌شده در آب مذاب میباشد.

فلز مذاب شده با استفاده از طیف‌سنجی بر روی نمونه‌ای که از مواد مذاب حاصل می‌شود برای تعیین آنچه که پالایشگاه برای تولید نهایی مورد نیاز است تست میشود، ذوب شدن ممکن است چندین بار تست شود تا بتواند نوع دسته بندی را بر اساس استانداردها تعیین کرد.
هنگامی دستورالعنل فلز آماده باشد، کوره به قالب‌های شمش متصل می‌شود و معمولا از طریق یک ماشین ریخته‌گری به قالب‌های شمش ریخته می‌شود. سپس مواد مذاب برای خنک کردن باقی می‌ماند، روی هم انباشته می‌شوند و به صورت شمش آلومینیوم درآورده شده و آلومینیوم به صنایع مختلف برای استفاده مجدد فروخته می‌شوند.

ضایعات آلومینیوم
این نوع کوره‌ها، برای بازیافت ضایعات آهن استفاده می‌شود که در مقایسه با کوره‌های reverberatory Skelner، بازیافت بالاتری را تولید میکنند.
نرخ بازیافت
کشور برزیل ۹۸.۲ % از آلومینیوم را بازیافت می‌کند که معادل با ۱۴.۷ میلیارد قوطی نوشیدنی در سال، رتبه نخست در جهان و بیش از کشور ژاپن که ۸۲.۵ % است را بازیابی می‌کند. برزیل در راس بازیافت ضایعات آلومینیوم قرار دارد که توانست به مدت ۸ سال در صدر جدول بازیافت قرار گیرد.
بازیافت ثانویه

dross سفید، یک باقیمانده از تولید اولیه آلومینیوم و عملیات‌های ثانویه بازیافت، معمولا به عنوان ضایعات آلومینیوم طبقه‌بندی می‌شوند، که هنوز حاوی مقادیر مفید آلومینیوم است که می‌تواند به صورت صنعتی استخراج شود. فرآیند تولید قالب‌های آلومینیومی، همراه با مواد زاید بسیار پیچیده را تولید می‌کند که مدیریت این نوع ضایعات بسیار دشوار است.

این واکنش با آب واکنش نشان داده و مخلوطی از گازها (از جمله، هیدروژن، استیلن و آمونیاک) را تولید می‌کند که به طور خودکار در صورت تماس با هوا شعله‌ور خواهد شد؛ تماس با هوای مرطوب منجر به انتشار مقادیر فراوانی گاز آمونیاک می‌شود. با این وجود، علی‌رغم این مشکلات، ضایعات آلومینیوم به عنوان پرکننده در آسفالت و بتن استفاده میشود.